题目
B-|||-C-|||-OD如图,质量分别为4m、3m、2m、m的四个小球A、B、C、D,通过细线或轻弹簧互相连接,悬挂于O点,处于静止状态,重力加速度为g。若将B、C间的细线剪断,则剪断瞬间B和C的加速度大小分别为( )A. g,1.5gB. 2g,1.5gC. 2g,0.5gD. g,0.5g
如图,质量分别为4m、3m、2m、m的四个小球A、B、C、D,通过细线或轻弹簧互相连接,悬挂于O点,处于静止状态,重力加速度为g。若将B、C间的细线剪断,则剪断瞬间B和C的加速度大小分别为( )- A. g,1.5g
- B. 2g,1.5g
- C. 2g,0.5g
- D. g,0.5g
题目解答
答案
A. g,1.5g
解析
步骤 1:分析剪断前的受力情况
在剪断前,整个系统处于静止状态。对BCD整体分析,可得细线AB的拉力F_AB=(m+2m+3m)g=6mg。对D分析,可得弹簧CD的拉力F_CD=mg。
步骤 2:分析剪断瞬间B的受力情况
剪断瞬间,细线BC的拉力消失,但弹簧CD的拉力不变。对B分析,细线AB的拉力F_AB=6mg,B的重力为3mg,根据牛顿第二定律F=ma,可得B的加速度a=(F_AB-3mg)/3m=(6mg-3mg)/3m=g。
步骤 3:分析剪断瞬间C的受力情况
剪断瞬间,细线BC的拉力消失,但弹簧CD的拉力不变。对C分析,弹簧CD的拉力F_CD=mg,C的重力为2mg,根据牛顿第二定律F=ma,可得C的加速度a′=(F_CD+2mg)/2m=(mg+2mg)/2m=1.5g。
在剪断前,整个系统处于静止状态。对BCD整体分析,可得细线AB的拉力F_AB=(m+2m+3m)g=6mg。对D分析,可得弹簧CD的拉力F_CD=mg。
步骤 2:分析剪断瞬间B的受力情况
剪断瞬间,细线BC的拉力消失,但弹簧CD的拉力不变。对B分析,细线AB的拉力F_AB=6mg,B的重力为3mg,根据牛顿第二定律F=ma,可得B的加速度a=(F_AB-3mg)/3m=(6mg-3mg)/3m=g。
步骤 3:分析剪断瞬间C的受力情况
剪断瞬间,细线BC的拉力消失,但弹簧CD的拉力不变。对C分析,弹簧CD的拉力F_CD=mg,C的重力为2mg,根据牛顿第二定律F=ma,可得C的加速度a′=(F_CD+2mg)/2m=(mg+2mg)/2m=1.5g。